La parte superiore di questo diagramma mostra sei picchi di luminosità delle onde radio che sono sei burst da FRB190520. La metà inferiore mostra la gamma di frequenza per ogni singolo burst. Credito:Niu, CH., Aggarwal, K., Li, D. et al., CC BY
Un'esplosione radio veloce scoperta di recente ha alcune proprietà uniche che forniscono simultaneamente agli astronomi importanti indizi su ciò che potrebbe causare questi misteriosi fenomeni astronomici, mettendo anche in discussione una delle poche cose che gli scienziati pensavano di sapere su questi potenti bagliori, come descriviamo io e i miei colleghi in un nuovo studio su Natura l'8 giugno 2022.
Le esplosioni radio veloci, o FRB, sono impulsi estremamente luminosi di onde radio che provengono da galassie lontane. Rilasciano tanta energia in un millisecondo quanta ne fa il Sole per molti giorni. I ricercatori della West Virginia University hanno rilevato il primo FRB nel 2007. Negli ultimi 15 anni, gli astronomi hanno rilevato circa 800 FRB, e ogni giorno ne vengono scoperti di più.
Quando un telescopio cattura un FRB, una delle caratteristiche più importanti che i ricercatori osservano è qualcosa chiamato dispersione. La dispersione è fondamentalmente una misura di quanto è disteso un FRB quando raggiunge la Terra.
Il plasma che si trova tra le stelle e le galassie fa rallentare tutta la luce, comprese le onde radio, ma le frequenze più basse avvertono questo effetto in modo più forte e rallentano più delle frequenze più alte. Gli FRB contengono una gamma di frequenze, quindi la luce a frequenza più alta nell'esplosione colpisce la Terra prima delle frequenze più basse, causando la dispersione. Ciò consente ai ricercatori di utilizzare la dispersione per stimare la distanza dalla Terra che ha avuto origine un FRB. Più un FRB è disteso, più plasma deve essere passato il segnale, più lontana deve essere la sorgente.
Perché è importante
Il nuovo FRB che io e i miei colleghi abbiamo scoperto si chiama FRB190520. L'abbiamo trovato usando il telescopio sferico con apertura di cinquecento metri in Cina. Una cosa immediatamente evidente di FRB190520 è che è uno degli unici 24 FRB ripetuti e si ripete molto più frequentemente di altri, producendo 75 raffiche in un arco di sei mesi nel 2020.
Il nostro team ha quindi utilizzato il Very Large Array, un radiotelescopio nel New Mexico, per studiare ulteriormente questo FRB e ha individuato con successo la posizione della sua sorgente, una galassia nana a circa 3 miliardi di anni luce dalla Terra. È stato allora che abbiamo iniziato a renderci conto di quanto sia davvero unico e importante questo FRB.
In primo luogo, abbiamo scoperto che esiste un segnale radio persistente, sebbene molto più debole, emesso da qualcosa proveniente dallo stesso luogo da cui proveniva FRB190520. Degli oltre 800 FRB scoperti fino ad oggi, solo un altro ha un segnale radio persistente simile.
In secondo luogo, poiché siamo stati in grado di individuare che l'FRB proveniva da una galassia nana, siamo stati in grado di determinare esattamente quanto è lontana quella galassia dalla Terra. Ma questo risultato non aveva senso. Con nostra grande sorpresa, la stima della distanza che abbiamo fatto usando la dispersione dell'FRB era di 30 miliardi di anni luce dalla Terra, una distanza 10 volte maggiore degli effettivi 3 miliardi di anni luce dalla galassia.
Gli astronomi sono stati in grado di individuare solo la posizione esatta, e quindi la distanza dalla Terra, di altre 19 sorgenti FRB. Per il resto dei circa 800 FRB conosciuti, gli astronomi devono fare affidamento solo sulla dispersione per stimare la loro distanza dalla Terra. Per gli altri 19 FRB con posizioni note, le distanze stimate dalla dispersione sono molto simili alle distanze reali delle loro galassie sorgenti. Ma questo nuovo FRB mostra che le stime che utilizzano la dispersione a volte possono essere errate e getta molte ipotesi fuori dalla finestra.
FRB190520 proveniva da una piccola galassia nana a 3 miliardi di anni luce di distanza, contrassegnata dal mirino nel riquadro più grande con la posizione esatta della sorgente FRB nel cerchio nell'immagine più piccola. Credito:Niu, CH., Aggarwal, K., Li, D. et al., CC BY
Cosa ancora non si sa
Gli astronomi in questo nuovo campo non sanno ancora cosa produca esattamente gli FRB, quindi ogni nuova scoperta o informazione è importante.
La nostra nuova scoperta solleva domande specifiche, tra cui se i segnali radio persistenti sono comuni, quali condizioni li producono e se lo stesso fenomeno che produce FRB è responsabile dell'emissione del segnale radio persistente.
E un enorme mistero è il motivo per cui la dispersione di FRB190520 era molto maggiore di quanto dovrebbe essere. Era dovuto a qualcosa vicino all'FRB? Era correlato alla sorgente radio persistente? Ha a che fare con la materia nella galassia da cui proviene questo FRB? Tutte queste domande sono senza risposta.
Cosa c'è dopo
I miei colleghi si concentreranno sullo studio dell'FRB190520 utilizzando una miriade di diversi telescopi in tutto il mondo. Studiando l'FRB, la sua galassia e l'ambiente spaziale che circonda la sua sorgente, speriamo di trovare risposte a molti dei misteri che ha rivelato.
Altre risposte arriveranno anche da altre scoperte di FRB nei prossimi anni. Più FRB catalogano gli astronomi, maggiori sono le possibilità di scoprire FRB con proprietà interessanti che possono aiutare a completare il puzzle di questi affascinanti fenomeni astronomici. + Esplora ulteriormente
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale. 
